JPS6342787B2 - - Google Patents

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JPS6342787B2
JPS6342787B2 JP56097773A JP9777381A JPS6342787B2 JP S6342787 B2 JPS6342787 B2 JP S6342787B2 JP 56097773 A JP56097773 A JP 56097773A JP 9777381 A JP9777381 A JP 9777381A JP S6342787 B2 JPS6342787 B2 JP S6342787B2
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JP
Japan
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toner
carrier
electrostatic image
component
component toner
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JP56097773A
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English (en)
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JPS57111563A (en
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Junichiro Kanbe
Tsutomu Toyono
Nagao Hosono
Tooru Takahashi
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Canon Inc
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Canon Inc
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G15/00Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • G03G15/06Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing
    • G03G15/065Arrangements for controlling the potential of the developing electrode

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Developing Agents For Electrophotography (AREA)
  • Magnetic Brush Developing In Electrophotography (AREA)
  • Developing For Electrophotography (AREA)
  • Dry Development In Electrophotography (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、静電像の現像方法及び装置に関し、
更に詳言すれば一成分現像剤を使用する静電像の
現像方法及び装置に係り、特に画像鮮明度にすぐ
れ、階調性に富む可視像を得ることを可能にする
静電像の現像方法及び装置に関する。
従来、一成分現像剤を使用する電子写真現像方
法として、トナー粒子を噴霧状態にして用いるパ
ウダー・クラウド法、ウエブ、シート等よりなる
トナー支持部材上に形成した一様なトナー層を静
電像保持面に接触させて現像をおこなうコンタク
ト現像法、トナー層を静電像保持面に直接接触さ
せず、静電像の電界により保持面にトナーを選択
的に飛行させるジヤンピング現像方法、また、導
電性・磁性トナーを用いて、磁気ブラシを形成し
静電像保持面に接触させて現像するマグネドライ
法等が知られている。
上述の各種一成分現像方法のうち、パウダー・
クラウド法、コンタクト現像法及びマグネドライ
法では、トナーは静電像保持面に画像部(本来ト
ナーが付着すべき部分)、非画像部(本来トナー
が付着すべきでない他の領域部分)の区別なく、
接触するため、多少とも非画像部にもトナー付着
が生じ、所謂地かぶりの発生を避けることが出来
なかつた。しかしながら、ジヤンピング現像法
(例えば特公昭41−9475号公報に記載の方法)は、
トナー層と静電像保持面とが非接触で、間隙を有
するようにして現像するため、地かぶりの防止と
いう点では極めて有効な方法である。しかしなが
ら、現像に際し、静電像の電界によるトナーの飛
行現像を利用している為、得られる可視像は一般
に次のよよな欠点を有している。
即ち、その主要なものは、ジヤンピング現像法
によつて得られる画像は、一般に階調性に欠ける
という問題である。ジヤンピング現像法において
は、静電像の電界によつてトナーが、トナー支持
体への拘束力に打ち勝つた時始めて飛行する。こ
のトナーをトナー支持体に拘束している力は、ト
ナーと、トナー支持体との間のフアンデル・ワー
ルス力、トナー同志の付着力、及びトナーが帯電
していることにもとずくトナー支持体との間の鏡
映力等の合力である。従つて、静電像の電位があ
る一定の値(以下、トナーの転移閾値と呼ぶ)以
上になり、それによる電界が、上記トナーの拘束
力以上になつた時始めて、トナー飛行がおこり、
静電像保持面へのトナー付着が生ずる。もつと
も、上記トナーの支持体への拘束力は、一定の処
方により製造・調合されたトナーであつても、
個々のトナーにより、或いはまたトナーの粒径等
によりその値は異なるが、ほぼ一定の値のまわり
に狭く分布しているものと考えられ、それに対応
して上記トナーの飛行が生ずる静電像表面電位の
閾値もある一定の値のまわりに狭く分布している
ものと思われる。このように支持体からのトナー
の飛行の際に、閾値が存在するためこの閾値を越
える表面電位を有する画像部には、トナー付着が
生ずるが、逆に閾値以下の表面電位を有す画像部
にはほとんどトナー付着が生じないと言う結果に
なり、所謂γ(ガンマ=静電像電位に対する画像
濃度の特性曲線の勾配)の立つた階調性にとぼし
い画像しか得られないという結果になる。
本発明は、上述の各種一成分現像方法の問題点
を除去すべくなされた発明であつて、その主たる
目的とするところは、画像の再現性にすぐれ、階
調性に富む可視像を得ることを可能にする静電像
の現像方法及び装置を提供することにある。
本発明は、上述の各種一成分現像方法における
問題点を解決するべくなされた発明であつて、そ
の主たる目的とするところは、画像の再現性に富
む静電像の現像方法および装置を提供するもので
ある。具体的に、本発明は、上記現像を良好に行
なえるためのトナーの薄層を確実に形成すること
のできる現像方法および現像装置であり、その特
徴は、従来では問題視されていないトナー層厚規
制にある。
すなわち、本発明は、特許請求の範囲に記載さ
れたものであつて、第1発明が、静電像保持体に
対し、一成分トナーを担持したトナー担持体を対
向して配置し、静電像保持体とトナー担持体との
間に形成された交互電界によりトナーを静電像保
持体に作用させて現像する現像方法において、一
成分トナーはシリカが外添された非磁性一成分ト
ナーであり、この一成分トナーをトナー担持体上
に圧接せる弾性部材によつて塗布規制してトナー
層をトナー担持体上に形成することを特徴とする
現像方法である。これにより弾性規制部材の圧接
作用下とシリカ粒子の流動性との相乗効果によつ
て、安定したトナー層が形成できるので、現像に
おけるトナー粒子のトナー担持体から静電像保持
体へ向かう方向への移動を安定でき、優れた現像
効果を奏することができる。これを具体化した現
像装置が第2発明であり、シリカ粒子が外添され
ている一成分トナーを収容する容器からのトナー
を弾性規制部材が継続して安定したトナー層状態
を維持できるので、上記現像方法の効果を長期化
できる。
以下、本発明に係る現像方法の実施態様並びに
実施例を図面を参照して、詳細に説明する。
第1図A,Bは、本発明に係る現像方法の原理
的説明をなすために描いたもので、先ず、この図
面を用いて本発明の目的並びに効果として表現さ
れる、顕画像の地カブリ防止及び階調性向上につ
いて原理的説明を行う。
第1図Aは、横軸に静電像電位がとられ、縦軸
には現像剤担持体(以下トナー担持体とも言う)
から静電像保持面へのトナーの転移量(正方向)、
又は静電像保持面に付着したトナーがトナー担持
体へはぎとられるトナー逆転移度(負方向、転移
度については後述する)をとつて示したグラフで
ある。静電像電位としては、非画像部電位VL(通
常は画像の明部に対応する部位の表面電位で、電
位としては最小の値である。)と画像部電位VD
(通常は画像の暗部に対応する部位の表面電位で、
電位としては最大の値である。)を両端の電位と
して表わしてある。尚、中間調を含む画像の該中
間調部位の表面電位は、その階調の程度により、
VDとVLの中間の電位をとる。
第1図Bには、トナー担持体に印加する電圧波
形が横軸に電位を、縦軸に時間をとつて描いてあ
る。矩形波が例示されているが、後述する通り、
この波形に限定されるものではない。例示された
矩形波は、時間間隔t1では上記静電像保持体の背
面電極を基準としたトナー担持体への印加電圧最
小値Vnioのバイアス電圧が印加され、同じt2では
同最大値Vnaxのバイアス電圧が印加される周期
的交番波形である。
画像部電位VDは、用いる静電像形成プロセス
によつて正電位を採る場合と、負電位を採る場合
があり、非画像部電位VLについても然りである。
しかし、ここでは理解を易しくする観点から、先
ずVDが正電位の場合を、特に例にとり以下説明
していく。勿論、これは説明のためのもので、本
発明はこれに限定されない。VD>0の場合、勿
論非画像部電位VLとの関係はVD>VLとなる。さ
て、ここで、トナー担持体に印加する上記最大電
圧Vnax、最小電圧VnioとVLとの関係を Vnax>VL>Vnio …(1) を満足するように設定すると、時間間隔t1では、
バイアス電圧Vnioがトナー粒子をトナー担持体か
ら静電像保持体に向けて転移させるように作用す
るから、この段階をトナー転移段階と呼ぶ。又、
時間間隔t2では、バイアス電圧Vnaxは、時間間隔
t1において静電像保持体へ転移したトナーを逆
に、トナー担持体へ戻す傾向に作用するので、こ
の段階をトナー逆転移段階と呼ぶ。
第1図Aには、t1におけるトナー転移量と、t2
におけるトナー逆転移度が静電像電位に対し、モ
デル的にプロツトされている。ここにトナー逆転
移度なる用語が用いられているのは、t2におい
て、実際とは異なり、トナーが静電像保持体の画
像部と非画像部のいずれにも一様な層として付着
している状態を仮想し、この状態からバイアス電
圧Vnaxが印加された場合にトナー担持体に向か
つて逆転移してくる量を示したもので、トナー逆
転移の確率を表わす職旨から逆転移度なる用語に
したわけである。
さて、トナー転移段階における、トナー担持体
から静電像保持体へのトナー転移量は、第1図A
に破線で示したカーブ1の如くになる。この曲線
の傾きは、バイアス交互電圧を印加しない場合の
曲線の傾きにほぼ等しいものである。この傾きは
大きく、しかもVLとVDとの中間の値で、トナー
転移量は飽和してしまう傾向にあり、従つて、中
間調画像の再現に劣り、階調性は悪い。第1図A
に示した第2の破線のカーブ2は、トナー逆転移
段階における、上述のトナー逆転移の確率を表わ
したものである。
本発明に係る現像方法においては、このような
トナー転移段階と、トナー逆転移段階とが、交互
に繰り返されることを特徴の1つとするが、更に
第2の特徴として、現像過程の後半にかけて、ト
ナー担持体と静電像保持体との間の間隙即ち現像
間隙に働く電界の強度を、以下に述べる方法によ
り特異な態様で変化させる、換言すると電界強度
の調節を行わしめることにより、トナーの転移を
制御して、最終的には、静電像保持体の表面に転
移、付着して現像に寄与するトナーの転移量を、
静電像の電位に応じて収束せしめ、トナー転移量
を第1図Aにカーブ3として示した通り、傾きの
小さい、且つVLからVDにかけてほぼ一様なトナ
ー転移量変化を来たす現象を得ることができたも
のである。従つて、非画像部においては、最終的
にトナーの付着は実用上皆無に近く、他方中間調
画像部分へのトナーの付着は、その表面電位に則
した階調性の極めて高い優れた顕画像が得られ
る。
現像間隙における斯かる電界強度の調節の方法
としては、印加交互電圧を次第に適当な直流一定
値に収束させていく第一の方法と、現像間隙その
ものを現像時間に応じて大きくしていく第二の方
法とが考えられる。以下、夫々の方法について詳
述する。
先ず第一の方法における現像過程を第2図に示
した。
第2図Aは、上記第一の方法による場合の印加
交互電圧の波形の一例の時間的変化を、、
の順に例示したものである。勿論連続的変化、又
は間欠的変化いずれも可能であつて、連続的変化
の場合、図示例のはその変化の中途の状態を示
している。
同図B,Cは、夫々、静電像保持体の画像部領
域及び非画像部領域におけるトナー転移とトナー
逆転移の態様を現像時間の変化と共に例示したも
のである。図中、実線矢印の方向はトナー転移方
向の電界を示し、矢印の長さがその電界の強度を
表わしている。又、破線はトナー逆転移方向の電
界を示し、その矢印の長さがその電界の強度を表
わしている。
第2図A〜C中、最初の過程を第一の過程と
呼び、中途段階(より詳しくは後述する)から終
了に至るまでのの過程を第二の過程と呼ぶ。
は終了時を示し、このとき、印加電圧の交番は終
了し、VDとVLの中間の適切な直流の一定値
(Vo)に収束する。
上記第一の過程と、第二の過程における画像部
と非画像部におけるトナーの転移と逆転移の作用
が変化することが重要である。この模様を現象的
に説明する。先ず画像部においては、第2図Bに
例示されるように、第一の過程において、
Vnax>VD>Vnioであるのでt1の期間(印加電圧
Vnio)では相対的に強いトナー転移電界がトナー
担持体から静電像保持体の画像部に向けて起こ
り、トナーが画像部に到来し、そこに付着する。
他方、t2の期間(印加電圧Vnax)では、相対的に
弱いトナー逆転移電界が静電像担持体の画像部か
らトナー担持体に向けて起こり、トナーが画像部
から一部分再びトナー担持体に戻される。このよ
うに期間t1、t2が繰り返されるごとに、トナーの
転移と逆転移がトナー担持体と画像部との間に生
じる。これは印加電圧Vnio、Vnaxと画像部電位
VDとの関係が、 |Vnax−VD|<|VD−Vnio| …(2) と設定されているため、この第一の過程では、ト
ナー担持体から画像部へのトナー転移量がトナー
逆転移量よりもはるかに多量であるので、トナー
逆転移がトナー転移、即ち現像の効果を低下させ
ることは実用的には問題とならない。
次いで第2図Aので示されるように印加バイ
アス電圧の振幅が連続的又は間欠的に減衰して Vnax=VD+|Vth

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 静電像保持体に対し、一成分トナーを担持し
    たトナー担持体を対向して配置し、静電像保持体
    とトナー担持体との間に形成された交互電界によ
    りトナーを静電像保持体に作用させて現像する現
    像方法において、 一成分トナーはシリカが外添された非磁性一成
    分トナーであり、この一成分トナーをトナー担持
    体上に圧接せる弾性部材によつて塗布規制してト
    ナー層をトナー担持体上に形成することを特徴と
    する現像方法。 2 上記一成分トナーは、帯電可能な絶縁トナー
    であつて、カーボンブラツクを含有している特許
    請求の範囲第1項に記載の現像方法。 3 上記一成分トナーは、荷電制御剤を含有して
    いる特許請求の範囲第1項に記載の現像方法。 4 上記交互電界は、上記一成分トナーを上記静
    電像保持体に転移させた後に上記トナー担持体に
    逆転移させるものであり、上記現像間隙は最小間
    隙から増加するものである特許請求の範囲第1項
    に記載の現像方法。 5 シリカ粒子が外添されている非磁性一成分ト
    ナーを収容する容器と、静電像保持体との間隙に
    現像部を形成するトナー担持体と、該トナー担持
    体に非磁性一成分トナー層を形成するために上記
    トナー担持体に対して圧接して規制する弾性規制
    部材と、を有し、該一成分トナー層を静電像保持
    体と交互電界作用下で静電像を現像する現像装
    置。 6 上記一成分トナーは、非磁性トナーである特
    許請求の範囲第5項に記載の現像装置。 7 上記一成分トナーは、帯電可能な絶縁トナー
    であつて、カーボンブラツクを含有している特許
    請求の範囲第5項または第6項に記載の現像装
    置。 8 上記一成分トナーは、荷電制御剤を含有して
    いる特許請求の範囲第5項乃至第7項のいずれか
    に記載の現像装置。 9 上記交互電界は、上記一成分トナーを上記静
    電像保持体に転移させた後に上記トナー担持体に
    逆転移させるものであり、上記静電像保持体はド
    ラムで、上記トナー担持体はスリーブである特許
    請求の範囲第5項に記載の現像装置。
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